【U-Boot】U-Boot 基本编译教程

hackpascal

此教程为入门教程只讲解如何编译 U-Boot，不讲解代码修改及排错等。
此教程适用于 AR 及 QCA 系列的 ar71xx 平台。
若有疑问，或看不懂，请直接回帖，以便楼主修改教程。。

准备工作：

Linux 系统：
        32 位 / 64 位均可。楼主使用的是 Ubuntu 12.10 amd64。
        64 位环境下需要安装 32 位库。如 Ubuntu 下是运行 sudo apt-get install libc6:i386 libgcc1:i38 libstdc++5:i386 libstdc++6:i386。

基础编译环境：
        一般来说每个发行版的 Linux 系统都有包管理器。
        例如在 Ubuntu 的 Shell 里运行 sudo apt-get install build-essential 就可安装好编译环境。
        其他的系统请自行百度。

基本的 Linux Shell 基础：
        这个只能自己想办法解决了。


入门级：

        入门级使用现成的工具链和编译脚本，使用最少的命令完成代码编译。
        使用 TL-MR3420 v1 的代码进行讲解。

        1. 下载源代码
                打开 http://www.tp-link.com/en/support/gpl/，在左侧选择 3G/4G Routers，然后在列表中选择 TL-MR3420 V1 的代码进行下载。

        2. 解压代码
                这个就随便了，一般解压在主目录。
                将下载的 mr3420_3220v1.tar.gz 移动到主目录。
                注意：这里压缩包扩展名有误，实际上是 bzip2 压缩的。
                打开终端，此时终端应该默认在主目录下，若不在主目录下，就运行 cd ~ 命令进入主目录。
                运行命令 tar -jxvf mr3420_3220v1.tar.gz 以解压代码。

        3. 编译代码

                运行命令 cd mr3420_3220v1/build 进入代码编译目录。
                运行命令 make BOARD_TYPE=ap99 fs_prep 以创建编译过程所需的目录。
                运行命令 make BOARD_TYPE=ap99 uboot 以开始编译 U-Boot。

        4. 刷机测试
                如果没有意外，那么编译结束后的输出应该是这样的：

                生成的 u-boot.bin 位于 mr3420_3220v1/images/ap99/ 目录下。
                此文件未被填充到 128K，需要手动填充。
                填充后的文件就可以进行刷机测试了。
                此文件是未压缩版，因此本身体积很大。此代码也不能生成压缩版的 U-Boot。

        5. 说明
                操作说明请参阅代码根目录下的 readme.txt。
                入门级的操作就这么简单{:soso_e120:}。


进阶级：

        进阶级依然使用 TL-MR3420 v1 的代码。
        进阶级将分离 U-Boot 代码及现成的工具链，搭建基本的交叉编译环境。

        1. 分离 U-Boot 代码
                U-Boot 代码位于 mr3420_3220v1/ap99/boot/u-boot 。
                将整个 u-boot 目录复制到一个地方，如用户主目录。
                此 u-boot 目录里的代码就是全部所需的代码了。之后的所有操作都在这里面完成。

        2. 复制工具链
                此工具链即为编译器，但是是针对 mips 架构的交叉编译器。
                工具链位于 mr3420_3220v1/build/gcc-3.4.4-2.16.1/build_mips。
                将整个 build_mips 复制到一个地方，如主目录。

        3. 搭建编译环境
                现在，mr3420_3220v1 目录已经没有用，可以删掉，因为所有需要的文件都已复制出来了。
                设置环境变量以让 Shell 能够访问到工具链。运行命令 export PATH=$PATH:~/build_mips/bin 即可。
                        此设置只在当前的 Shell 里有效。关于如何设置永久的环境变量，请自行百度。

        4. 清理代码
                此操作用于清理上次编译产生的临时文件及配置文件，为下次配置及编译做准备。
                进入 u-boot 目录：运行命令 cd ~/u-boot 。
                运行命令 make distclean 以执行完全清理。

        5. 编译代码
                这里是一个完整的编译步骤。

                a. 指定开发板类型
                        此操作表示我们要编译哪个开发板。AR7241 的开发板（这里其实叫参考板，reference board）名称为 ap99，因此运行 make ap99_config 以进行配置。
                        所有的开发板定义都写在 Makefile 里。其中以 ***_config: 开头的行，*** 就是开发板名称。
                        AR 及 QCA 系列的参考板名称会在最后列出。
                        有些开发板还有额外的参数可以定义，这里暂不讲解。

                b. 编译
                        运行命令 make CROSS_COMPILE=mips-linux- 进行编译。
                        CROSS_COMPILE=mips-linux- 指定了交叉编译器的文件名前缀为 mips-linux-。例如，要使用工具链中的 gcc 程序，那么就运行 mips-linux-gcc。这个可以看一下 build_mips/bin 目录下的文件名。
                        由于之前运行了 export PATH=$PATH:~/build_mips/bin 命令，所以 Shell 能够直接找到相关程序的位置。否则，CROSS_COMPILE= 需要指定为 ~/build_mips/bin/mips-linux-。

                c. 测试
                        编译成功后，u-boot 目录下会生成 u-boot.bin，这就是未填充到 128K 的文件。

        6. 常用编译命令。
                make ***_config    配置生成为指定的开发板（*** 为开发板名称）。
                make CROSS_COMPILE=***    编译代码，并指定交叉编译器文件名前缀为 ***。
                make clean    清理上次编译生成的临时文件。此命令不会删除开发板配置，下次编译可以直接运行 make 命令。
                make distclean    清理编译生成的临时文件及开发板配置。运行此命令后，需要再次指定开发板后才能进行编译。


其它说明：

        这里使用的 MR3420 v1 代码不能生成压缩代码。其他的，如 AR9331 AR934x 等代码需要在编译时加入 COMPRESSED_UBOOT=1 来进行编译，如 make CROSS_COMPILE=mips-linux- COMPRESSED_UBOOT=1 。

        编译 AR934x QCA95xx 的代码需要指定使用的以太网交换机 PHY 类型，即在编译时加入 ETH_CONFIG=_s27 或 ETH_CONFIG=_s17 。其中 _s27 为内置百兆 PHY，_s17 为外部千兆 PHY。

        具体路由型号的 GPL 代码里都有说明文件，可以根据说明文件来进行编译，并了解参考板名称。


常见参考板名称：

        AR7240   -   ap91
        AR7241   -   ap99
        AR9331   -   ap121
        AR9341   -   ap123
        AR9342   -   mi124
        AR9344   -   db12x
        QCA953x   -   ap143
        QCA9558   -   ap135

        其它的请在 https://wikidevi.com/wiki/Atheros 及 https://wikidevi.com/wiki/Qualcomm_Atheros 上进行查找。

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交叉编译工具链制作

有时候，编译 U-Boot 却没有合适的工具链，因此需要自己制作。
自己制作工具链并不复杂，而且可以根据自己的需要进行设置。

下载代码：
这里要用到的是 Buildroot，这是一个用于生成嵌入式 Linux 系统的编译环境。
说道这里，你可能会觉得，这跟 OpenWrt 的编译环境很像。事实上，OpenWrt 的编译环境正是基于 Buildroot 的。

但是为什么不使用 OpenWrt 而要使用 Buildroot 呢？
这是因为 OpenWrt 生成的工具链依赖度太高，而且缺少部分特性，容易导致编译失败。
另外，在没有任何现成工具链的时候，用 OpenWrt 制作工具链花费的时间比 Buildroot 多。

下载地址：
http://buildroot.uclibc.org/download.html
在 Download 下面选择一个下载，就行，如 buildroot-2014.08.tar.gz

配置：
解压代码，如解压到 ~/buildroot-2014.08
打开终端，进入 buildroot 目录，运行 make menuconfig 命令：



以 Atheros AR71XX 为例
AR71XX CPU 架构为 MIPS 32位，大端字节序 (Big-endian)，指令集 MIPS32 Release 2 (mips32r2)，不含浮点单元
Ralink 的 CPU 跟 AR71XX 基本相同，只是字节序为小端 (Little-endian)





Target options  ---> Target Architecture
选择 MIPS (big endian)

Target options  ---> Target Architecture Variant
选择 mips 32r2

Target options  ---> Use soft-float
选中

编译：
运行 make 即可开始编译。编译过程跟 OpenWrt 基本相同，即先下载代码吧，然后进行编译。
若要加快速度，可以加上多线程参数 -jN，其中 N 为 CPU 核心数
若要显示详细过程，可以加上 V=99。



获取工具链：
编译完成后，工具链位于 buildroot 目录下的 output/host/usr 下
将 usr 文件夹复制出来即可

重要提醒：
如果使用 buildroot 工具链来编译 U-Boot，需修改 U-Boot 中的一个文件，否则 U-Boot 可能会在代码重定位时卡死

cpu/mips/config.mk

在最后加上两行行

1. PLATFORM_CPPFLAGS += -G 0 -mabicalls -fpic -msoft-float -fno-schedule-insns -fno-schedule-insns2
   
2. PLATFORM_LDFLAGS       += -G 0 -static -n -nostdlib

复制代码

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U-Boot 启动过程及简单代码分析

这里以 AR7241 的 U-Boot 为例

MIPS 架构简介
MIPS 地址空间：
这里说的是地址空间，不是内存空间。内存只是映射在一部分地址空间上而已。
内存分为4段 (Kuseg、Kseg0、Kseg1、Kseg2)，其中 Kseg0 (0x80000000 ~ 0x9fffffff) 为缓存段，直接映射在物理地址段上。
Kseg1 (0xa0000000 ~ 0xbfffffff) 为非缓存段，直接映射在物理地址段上。
Kuseg 和 Kseg2 需要经过地址转换才能访问。
在 CPU 复位时，缓存未被初始化，只有 Kseg1 能够被直接访问。

AR71XX 物理段：
内存、Flash、IO寄存器等都被映射在物理段上
范围为 0~0x1fffffff，访问时需要通过宏 KSEG0ADDR(_addr) 来通过 Kseg0 访问或 KSEG1ADDR(_addr) 来通过 Kseg1 访问。
物理地址一般不能直接访问，都需要通过 Kseg0 或 Kseg1 来访问。

主要的映射范围：
DDR：0~0x0fffffff (这一段直接映射物理内存，一般通过带缓存的 Kseg0 来访问，以便加快速度)
I/O空间：0x10000000 ~ 0x1dffffff (这一段直接控制硬件，必须通过 Kseg1 来访问)
SPI Flash 空间：0x1f000000 ~ 0x1fffffff (这一段映射闪存的前 16MB 数据)

AR71XX 启动过程

CPU 上电时，物理段中，SPI Flash 的前4MB 被循环映射在 0x1f000000 上，因此会被重复 4 次。
执行地址为 KSEG1ADDR(0x1fc00000)，即 0xbfc00000。

*注意：U-Boot 在编译时，实际设置的基址，即启动地址为 KSEG0ADDR(0x1f000000)，即 0x9f000000。下面会讲到为什么要这么设置。

U-Boot 中的起始代码在 cpu/mips/start.S 中：

1. _start:
   
2. #ifndef COMPRESSED_UBOOT
   
3.         RVECENT(reset,0)        /* U-boot entry point */
   
4.         RVECENT(reset,1)        /* software reboot */
   
5.         RVECENT(romReserved,2)
   
6. ----------------------------------------------------省略----------------------------------------------------
   
7.         RVECENT(romReserved,125)
   
8.         RVECENT(romReserved,126)
   
9.         RVECENT(romReserved,127)
   
10. 
    
11.         /* We hope there are no more reserved vectors!
    
12.          * 128 * 8 == 1024 == 0x400
    
13.          * so this is address R_VEC+0x400 == 0xbfc00400
    
14.          */

复制代码

以上代码设置异常向量，不需要理解
第一句 RVECENT(reset,0) 为一个跳转，直接转到下面的代码进行运行

1.         .align 4
   
2. reset:
   
3.         /* set GPIO_OE  -- added by lsz to fix the LED issue 09.03.25 */
   
4.         li                a1, AR7100_GPIO_OE
   
5.         lw                v1, 0(a1)
   
6.         li                v0, 0x3fdff        
   
7.         or                v1, v1, v0
   
8.         sw                v1, 0(a1)
   
9.         lw                v0, 0(a1)
   
10.         lw                v0, 0(a1)
    
11. 
    
12. ----------------------------------------------------省略----------------------------------------------------
    
13. 
    
14.         /* CONFIG0 register */
    
15.         li        t0, CONF_CM_UNCACHED
    
16.         mtc0        t0, CP0_CONFIG

复制代码

以上代码前半部分通过设置 GPIO 来点亮路由的 LED。后半部分设置 CPU 相关参数，不需要理解
以上代码没有包含使用相对地址的指令，也就是说，无论这段代码在 CPU 地址空间的何种位置，都能够正常执行
因此虽然 CPU 的执行地址为 0xbfc00000，以上代码依然能执行

1.     /* Initialize GOT pointer.*/
   
2.         bal     1f
   
3.         nop
   
4.         .word   _GLOBAL_OFFSET_TABLE_
   
5.         1:
   
6.         move    gp, ra
   
7.         lw      t1, 0(ra)
   
8.         move        gp, t1

复制代码

以上代码加载了用于 U-Boot 重定位的 GOT 指针，它是 U-Boot 在内存中进行自身移动的关键

1.         la      t9, lowlevel_init
   
2.         jalr    t9
   
3.         nop

复制代码

以上代码进行 CPU 频率设置，超频就是在这里实现的

1.         la        t0, rel_start
   
2.         j        t0
   
3.         nop
   
4. 
   
5. rel_start:

复制代码

以上代码很关键，它实现了 U-Boot 的执行地址的转移
假设当前 CPU 的执行地址在 0xbfc00000 + x
那么执行此段代码后，CPU 执行地址将跳转到 0x9f000000 + x 处进行执行
前面提到了 CPU 在复位时，物理段 0x1f000000 处循环映射 4 次 Flash 的前 4MB，而 U-Boot 大小只有100KB多，
因此 0x1f000000 跟 0x1fc00000 处的数据是一样的，这就实现了运行地址的转移。
至于为什么不跳转到 0xbf000000 + x 处运行，是因为 AR71XX CPU 在复位时，缓存可用，因此通过 Kseg0 段执行，可以加快速度。

1.         /* REMAP_DISABLE */
   
2.         li        a0, AR7100_SPI_CLOCK
   
3.         li        t0, 0x43
   
4.         sw        t0, 0(a0)

复制代码

以上代码的作用是禁用物理段 0x1f000000 的 4MB Flash 数据循环映射，以便让 0x1f000000 能够映射 16MB 的 Flash 数据

1. 
   
2.         /* Initialize caches...
   
3.          */
   
4.         /* 初始化缓存 */
   
5.         la      t9, simple_mips_cache_reset
   
6.         jalr    t9
   
7.         nop
   
8. 
   
9.         /* ... and enable them.
   
10.          */
    
11.         /* 启用缓存 */
    
12.         li        t0, CONF_CM_CACHABLE_NONCOHERENT
    
13.         mtc0        t0, CP0_CONFIG
    
14. 
    
15. ----------------------------------------------------省略----------------------------------------------------
    
16. 
    
17. #if defined(CONFIG_AR7100) || defined(CONFIG_AR7240)
    
18.     /* 将缓存锁定在 Kseg0 低端处 */
    
19.     la      t9, mips_cache_lock_24k
    
20.     jalr    t9   
    
21.     nop
    
22. #endif
    
23. #endif /* #ifndef COMPRESSED_UBOOT */
    
24.         /* 将栈指针指向缓存 */
    
25.         li        t0, CFG_SDRAM_BASE + CFG_INIT_SP_OFFSET
    
26.         la        sp, 0(t0)
    
27. 
    
28.         /* 进入 C 环境 */
    
29.         la        t9, board_init_f
    
30.         j        t9
    
31.         nop

复制代码

这段代码的作用是初始化缓存，并将缓存锁定在 Kseg0 上，用作临时的栈空间
此时内存并未初始化， Kseg0 对应的 0x80000000 ~ 0x8fffffff 还不能被访问，因此需要用缓存代替。
然后跳转到 board_init_f 进行执行

下面开始在 C 环境中运行
文件：lib_mips/board.c

1. void board_init_f(ulong bootflag)
   
2. {
   
3.         gd_t gd_data, *id;
   
4.         bd_t *bd;
   
5.         init_fnc_t **init_fnc_ptr;
   
6.         ulong addr, addr_sp, len = (ulong)&uboot_end - CFG_MONITOR_BASE;
   
7.         ulong *s;
   
8. #ifdef COMPRESSED_UBOOT
   
9.         char board_string[50];
   
10. #endif
    
11. #ifdef CONFIG_PURPLE
    
12.         void copy_code (ulong);
    
13. #endif
    
14. 
    
15. 
    
16.         /* Pointer is writable since we allocated a register for it.
    
17.          */
    
18.         gd = &gd_data;
    
19.         /* compiler optimization barrier needed for GCC >= 3.4 */
    
20.         __asm__ __volatile__("": : :"memory");
    
21. 
    
22.         memset ((void *)gd, 0, sizeof (gd_t));
    
23. 
    
24.         /* 依次运行初始化函数 */
    
25.         for (init_fnc_ptr = init_sequence; *init_fnc_ptr; ++init_fnc_ptr) {
    
26.                 if ((*init_fnc_ptr)() != 0) {
    
27.                         hang ();
    
28.                 }
    
29.         }
    
30. 
    
31. #ifdef COMPRESSED_UBOOT
    
32.         checkboard(board_string);
    
33.         printf("%s\n\n",board_string);
    
34.         gd->ram_size = bootflag;
    
35.         puts ("DRAM:  ");
    
36.         print_size (gd->ram_size, "\n");
    
37. #endif
    
38. 
    
39.         /*
    
40.          * Now that we have DRAM mapped and working, we can
    
41.          * relocate the code and continue running from DRAM.
    
42.          */
    
43.         addr = CFG_SDRAM_BASE + gd->ram_size;
    
44. 
    
45.         /* We can reserve some RAM "on top" here.
    
46.          */
    
47. 
    
48.         /* round down to next 4 kB limit.
    
49.          */
    
50.         addr &= ~(4096 - 1);
    
51.         debug ("Top of RAM usable for U-Boot at: %08lx\n", addr);
    
52. 
    
53. ----------------------------------------------------省略----------------------------------------------------
    
54. 
    
55.         /*
    
56.          * Save local variables to board info struct
    
57.          */
    
58.         /* 记录内存基址及大小、串口波特率 */
    
59.         bd->bi_memstart        = CFG_SDRAM_BASE;        /* start of  DRAM memory */
    
60.         bd->bi_memsize        = gd->ram_size;                /* size  of  DRAM memory in bytes */
    
61.         bd->bi_baudrate        = gd->baudrate;                /* Console Baudrate */
    
62. 
    
63.         memcpy (id, (void *)gd, sizeof (gd_t));
    
64. 
    
65.         /* On the purple board we copy the code in a special way
    
66.          * in order to solve flash problems
    
67.          */
    
68. #ifdef CONFIG_PURPLE
    
69.         copy_code(addr);
    
70. #endif
    
71. 
    
72.         /* 执行代码转移 */
    
73.         relocate_code (addr_sp, id, addr);
    
74. 
    
75.         /* NOTREACHED - relocate_code() does not return */
    
76. }

复制代码

board_init_f 的作用为进行内存、时钟、串口等设备的初始化，并为 U-Boot 的运行划分内存。

初始化函数位于 board_init_f 函数上方

1. init_fnc_t *init_sequence[] = {
   
2. #ifndef COMPRESSED_UBOOT
   
3.         timer_init,    /* 初始化时钟 */
   
4. #endif
   
5.         env_init,                /* initialize environment */ /* 初始化环境变量 */
   
6. #ifdef CONFIG_INCA_IP
   
7.         incaip_set_cpuclk,        /* set cpu clock according to environment variable */
   
8. #endif
   
9.         init_baudrate,                /* initialze baudrate settings */
   
10. #ifndef COMPRESSED_UBOOT
    
11.         serial_init,                /* serial communications setup */ /* 初始化串口，这样 TTL 才有输出 */
    
12. #endif
    
13.         console_init_f,   /* 初始化控制台环境 */
    
14.         display_banner,                /* say that we are here */ /* 显示 U-Boot 1.1.4 ..... */
    
15. #ifndef COMPRESSED_UBOOT
    
16.         checkboard,   /* 显示 AP99 (ar7241 - Virian) U-boot */
    
17.         init_func_ram,    /* 初始化内存 */
    
18. #endif
    
19.         NULL,
    
20. };

复制代码

以上为初始化函数列表，依次运行

在初始化完成后，board_init_f 调用 relocate_code 将 U-Boot 代码从 Flash 中复制到内存中，再从内存中执行

回到 cpu/mips/start.S

1.         .globl        relocate_code
   
2.         .ent        relocate_code
   
3. relocate_code:
   
4.         move        sp, a0                /* Set new stack pointer                */
   
5. 
   
6.         li        t0, CFG_MONITOR_BASE
   
7.         la        t3, in_ram
   
8.         lw        t2, -12(t3)        /* t2 <-- uboot_end_data        */
   
9.         move        t1, a2
   
10. 
    
11.         /*
    
12.          * Fix GOT pointer:
    
13.          *
    
14.          * New GOT-PTR = (old GOT-PTR - CFG_MONITOR_BASE) + Destination Address
    
15.          */
    
16.         /* 根据传递的参数计算移动距离 */
    
17.         move        t6, gp
    
18.         sub        gp, CFG_MONITOR_BASE
    
19.         add        gp, a2                        /* gp now adjusted                */
    
20.         sub        t6, gp, t6                /* t6 <-- relocation offset        */
    
21. 
    
22.         /*
    
23.          * t0 = source address
    
24.          * t1 = target address
    
25.          * t2 = source end address
    
26.          */
    
27.         /* 复制代码到内存 */
    
28. 1:
    
29.         lw        t3, 0(t0)
    
30.         sw        t3, 0(t1)
    
31.         addu        t0, 4
    
32.         ble        t0, t2, 1b
    
33.         addu        t1, 4                        /* delay slot                        */
    
34. 
    
35.         /* If caches were enabled, we would have to flush them here.
    
36.          */
    
37. 
    
38.         /* Jump to where we've relocated ourselves.
    
39.          */
    
40.         /* 跳转到移动后的代码继续执行 */
    
41.         addi        t0, a2, in_ram - _start
    
42.         j        t0
    
43.         nop
    
44. 
    
45.         .word        uboot_end_data
    
46.         .word        uboot_end
    
47.         .word        num_got_entries
    
48. 
    
49. in_ram:
    
50.         /* 此时已经在内存中了 */
    
51.         /* Now we want to update GOT.
    
52.          */
    
53.         lw        t3, -4(t0)        /* t3 <-- num_got_entries        */
    
54.         addi        t4, gp, 8        /* Skipping first two entries.        */
    
55.         li        t2, 2
    
56.         /* GOT 表重定位 */
    
57. 1:
    
58.         lw        t1, 0(t4)
    
59.         beqz        t1, 2f
    
60.         add        t1, t6
    
61.         sw        t1, 0(t4)
    
62. 2:
    
63.         addi        t2, 1
    
64.         blt        t2, t3, 1b
    
65.         addi        t4, 4                /* delay slot                        */
    
66. 
    
67.         /* Clear BSS.
    
68.          */
    
69.         lw        t1, -12(t0)        /* t1 <-- uboot_end_data        */
    
70.         lw        t2, -8(t0)        /* t2 <-- uboot_end                */
    
71.         add        t1, t6                /* adjust pointers                */
    
72.         add        t2, t6
    
73. 
    
74.         /* 清除 BSS 段，即全局变量清零 */
    
75.         sub        t1, 4
    
76. 1:        addi        t1, 4
    
77.         bltl        t1, t2, 1b
    
78.         sw        zero, 0(t1)        /* delay slot                        */
    
79. 
    
80.         /* 移交控制权到 board_init_r */
    
81.         move        a0, a1
    
82.         la        t9, board_init_r
    
83.         j        t9
    
84.         move        a1, a2                /* delay slot                        */
    
85. 
    
86.         .end        relocate_code

复制代码

relocate_code 的作用是将 U-Boot 代码移动到内存的最高端，并清空 BSS 段，设置栈指针，创造一个完整的 C 环境。

然后 C 环境就绪，进入 board_init_r 继续运行，此时 SPI Flash 不再被使用，U-Boot 完全在内存中运行了

回到 lib_mips/board.c：

1. void board_init_r (gd_t *id, ulong dest_addr)
   
2. {
   
3.         cmd_tbl_t *cmdtp;
   
4.         ulong size;
   
5.         extern void malloc_bin_reloc (void);
   
6. #ifndef CFG_ENV_IS_NOWHERE
   
7.         extern char * env_name_spec;
   
8. #endif
   
9.         char *s, *e;
   
10.         bd_t *bd;
    
11.         int i;
    
12. 
    
13.         gd = id;
    
14.         gd->flags |= GD_FLG_RELOC;        /* tell others: relocation done */
    
15. 
    
16.         debug ("Now running in RAM - U-Boot at: %08lx\n", dest_addr);
    
17. 
    
18.         gd->reloc_off = dest_addr - CFG_MONITOR_BASE;  /* 记录 U-Boot 重定位时移动的偏移量 */
    
19. 
    
20.         monitor_flash_len = (ulong)&uboot_end_data - dest_addr;
    
21. 
    
22.         /*
    
23.          * We have to relocate the command table manually
    
24.          */
    
25.         /* U-Boot 命令表，重定位所有字符串地址和函数地址 */
    
26.          for (cmdtp = &__u_boot_cmd_start; cmdtp !=  &__u_boot_cmd_end; cmdtp++) {
    
27.                 ulong addr;
    
28. 
    
29.                 addr = (ulong) (cmdtp->cmd) + gd->reloc_off;
    
30. #if 0
    
31.                 printf ("Command "%s": 0x%08lx => 0x%08lx\n",
    
32.                                 cmdtp->name, (ulong) (cmdtp->cmd), addr);
    
33. #endif
    
34.                 cmdtp->cmd =
    
35.                         (int (*)(struct cmd_tbl_s *, int, int, char *[]))addr;
    
36. 
    
37.                 addr = (ulong)(cmdtp->name) + gd->reloc_off;
    
38.                 cmdtp->name = (char *)addr;
    
39. 
    
40.                 if (cmdtp->usage) {
    
41.                         addr = (ulong)(cmdtp->usage) + gd->reloc_off;
    
42.                         cmdtp->usage = (char *)addr;
    
43.                 }
    
44. #ifdef        CFG_LONGHELP
    
45.                 if (cmdtp->help) {
    
46.                         addr = (ulong)(cmdtp->help) + gd->reloc_off;
    
47.                         cmdtp->help = (char *)addr;
    
48.                 }
    
49. #endif
    
50.         }
    
51.         /* there are some other pointer constants we must deal with */
    
52. #ifndef CFG_ENV_IS_NOWHERE
    
53.         env_name_spec += gd->reloc_off;
    
54. #endif
    
55. 
    
56.         /* 熄灭路由的 LED */
    
57.         /* turn off switch LED added by tiger 20091225 */
    
58.         ar7240_gpio_sw_led();
    
59. 
    
60. ----------------------------------------------------省略----------------------------------------------------
    
61. 
    
62.         /* configure available FLASH banks */
    
63.         /* 初始化 Flash，显示 Flash：XXXX (X MB) */
    
64.         size = flash_init();
    
65.         display_flash_config (size);
    
66. 
    
67.         bd = gd->bd;
    
68.         bd->bi_flashstart = CFG_FLASH_BASE;
    
69.         bd->bi_flashsize = size;
    
70. #if CFG_MONITOR_BASE == CFG_FLASH_BASE
    
71.         bd->bi_flashoffset = monitor_flash_len;        /* reserved area for U-Boot */
    
72. #else
    
73.         bd->bi_flashoffset = 0;
    
74. #endif
    
75. 
    
76.         /* initialize malloc() area */
    
77.         /* 初始化内存管理器，以便能够使用 malloc 等函数 */
    
78.         mem_malloc_init();
    
79.         malloc_bin_reloc();
    
80. 
    
81.         /* relocate environment function pointers etc. */
    
82.         /* 重定位环境变量相关函数和数据 */
    
83.         env_relocate();
    
84. 
    
85.         /* board MAC address */
    
86.         s = getenv ("ethaddr");
    
87.         for (i = 0; i < 6; ++i) {
    
88.                 bd->bi_enetaddr[i] = s ? simple_strtoul (s, &e, 16) : 0;
    
89.                 if (s)
    
90.                         s = (*e) ? e + 1 : e;
    
91.         }
    
92. 
    
93.         /* IP Address */
    
94.         bd->bi_ip_addr = getenv_IPaddr("ipaddr");
    
95. 
    
96. #if defined(CONFIG_PCI)
    
97.         /*
    
98.          * Do pci configuration
    
99.          */
    
100.         /* PCI 设备初始化 */
     
101.         pci_init();
     
102. #endif
     
103. 
     
104. /** leave this here (after malloc(), environment and PCI are working) **/
     
105.         /* Initialize devices */
     
106.         devices_init ();
     
107. 
     
108.         jumptable_init ();
     
109. 
     
110.         /* Initialize the console (after the relocation and devices init) */
     
111.         console_init_r ();
     
112. /** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** **/
     
113. 
     
114.         /* Initialize from environment */
     
115.         if ((s = getenv ("loadaddr")) != NULL) {
     
116.                 load_addr = simple_strtoul (s, NULL, 16);
     
117.         }
     
118. #if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NET)
     
119.         if ((s = getenv ("bootfile")) != NULL) {
     
120.                 copy_filename (BootFile, s, sizeof (BootFile));
     
121.         }
     
122. #endif        /* CFG_CMD_NET */
     
123. 
     
124. #if defined(CONFIG_MISC_INIT_R)
     
125.         /* miscellaneous platform dependent initialisations */
     
126.         misc_init_r ();
     
127. #endif
     
128. 
     
129. #if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NET)
     
130.         /* 初始化网络 */
     
131. #if defined(CONFIG_NET_MULTI)
     
132.         puts ("Net:   ");
     
133. #endif
     
134.         eth_initialize(gd->bd);
     
135. #endif
     
136. 
     
137.         /* main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again. */
     
138.         /* 进入命令主循环，永不返回 */
     
139.         for (;;) {
     
140.                 main_loop ();
     
141.         }
     
142. 
     
143.         /* NOTREACHED - no way out of command loop except booting */
     
144. }

复制代码

到此为止 U-Boot 就开始正常运行了
在处理交互命令前，U-Boot 会检查有没有启动命令

文件：common/main.c

1. void main_loop (void)
   
2. {
   
3. ----------------------------------------------------省略----------------------------------------------------
   
4. 
   
5. #if defined(CONFIG_BOOTDELAY) && (CONFIG_BOOTDELAY >= 0)
   
6.         char *s;
   
7.         int bootdelay;
   
8. #endif
   
9. ----------------------------------------------------省略----------------------------------------------------
   
10. 
    
11. #if defined(CONFIG_BOOTDELAY) && (CONFIG_BOOTDELAY >= 0)
    
12.         /* 获取启动延时 */
    
13.         s = getenv ("bootdelay");
    
14.         bootdelay = s ? (int)simple_strtol(s, NULL, 10) : CONFIG_BOOTDELAY;
    
15. 
    
16. //        debug ("### main_loop entered: bootdelay=%d\n\n", bootdelay);
    
17. 
    
18. # ifdef CONFIG_BOOT_RETRY_TIME
    
19.         init_cmd_timeout ();
    
20. # endif        /* CONFIG_BOOT_RETRY_TIME */
    
21. 
    
22. ----------------------------------------------------省略----------------------------------------------------
    
23. 
    
24.                 /* 获取启动命令 */
    
25.                 s = getenv ("bootcmd");
    
26.        if (!s) {
    
27.             /* 如果没有启动命令，就设置默认的命令 */
    
28. #ifdef CONFIG_ROOTFS_FLASH
    
29.            /* XXX if rootfs is in flash, expect uImage to be in flash */
    
30. #ifdef CONFIG_AR7100
    
31.            /* 这里设置的即为 AR71XX 的默认固件启动命令 */
    
32.            setenv ("bootcmd", "bootm 0xbf200000");
    
33. #else
    
34.            setenv ("bootcmd", "bootm 0xbf450000");
    
35. #endif /* CONFIG_AR7100 */
    
36. #else
    
37.            setenv ("bootcmd", "tftpboot 0x8022c090 uImage; bootm 0x8022c090");
    
38. #endif
    
39.        }
    
40.                 /* 重新获取启动命令 */
    
41.                 s = getenv ("bootcmd");
    
42. 
    
43. //        debug ("### main_loop: bootcmd="%s"\n", s ? s : "<UNDEFINED>");
    
44. 
    
45.         if (bootdelay >= 0 && s && !abortboot (bootdelay)) {
    
46. # ifdef CONFIG_AUTOBOOT_KEYED
    
47.                 int prev = disable_ctrlc(1);        /* disable Control C checking */
    
48. # endif
    
49. 
    
50. # ifndef CFG_HUSH_PARSER
    
51.                 /* 执行启动命令 */
    
52.                 run_command (s, 0);
    
53. # else
    
54.                 parse_string_outer(s, FLAG_PARSE_SEMICOLON |
    
55.                                     FLAG_EXIT_FROM_LOOP);
    
56. # endif
    
57. 
    
58. # ifdef CONFIG_AUTOBOOT_KEYED
    
59.                 disable_ctrlc(prev);        /* restore Control C checking */
    
60. # endif
    
61.         }
    
62. 
    
63. ----------------------------------------------------省略----------------------------------------------------
    
64. #endif        /* CONFIG_BOOTDELAY */
    
65. 
    
66. #ifdef CONFIG_AMIGAONEG3SE
    
67.         {
    
68.             extern void video_banner(void);
    
69.             video_banner();
    
70.         }
    
71. #endif
    
72. 
    
73.         /* 启动命令执行完毕，则开始处理交互命令 */
    
74. 
    
75.         /*
    
76.          * Main Loop for Monitor Command Processing
    
77.          */
    
78. #ifdef CFG_HUSH_PARSER
    
79.         parse_file_outer();
    
80.         /* This point is never reached */
    
81.         for (;;);
    
82. #else
    
83.         for (;;) {
    
84. #ifdef CONFIG_BOOT_RETRY_TIME
    
85.                 if (rc >= 0) {
    
86.                         /* Saw enough of a valid command to
    
87.                          * restart the timeout.
    
88.                          */
    
89.                         reset_cmd_timeout();
    
90.                 }
    
91. #endif
    
92.                 len = readline (CFG_PROMPT);
    
93. 
    
94.                 flag = 0;        /* assume no special flags for now */
    
95.                 if (len > 0)
    
96.                         strcpy (lastcommand, console_buffer);
    
97.                 else if (len == 0)
    
98.                         flag |= CMD_FLAG_REPEAT;
    
99. #ifdef CONFIG_BOOT_RETRY_TIME
    
100.                 else if (len == -2) {
     
101.                         /* -2 means timed out, retry autoboot
     
102.                          */
     
103.                         puts ("\nTimed out waiting for command\n");
     
104. # ifdef CONFIG_RESET_TO_RETRY
     
105.                         /* Reinit board to run initialization code again */
     
106.                         do_reset (NULL, 0, 0, NULL);
     
107. # else
     
108.                         return;                /* retry autoboot */
     
109. # endif
     
110.                 }
     
111. #endif
     
112. 
     
113.                 if (len == -1)
     
114.                         puts ("<INTERRUPT>\n");
     
115.                 else
     
116.                         rc = run_command (lastcommand, flag);
     
117. 
     
118.                 if (rc <= 0) {
     
119.                         /* invalid command or not repeatable, forget it */
     
120.                         lastcommand[0] = 0;
     
121.                 }
     
122.         }
     
123. #endif /*CFG_HUSH_PARSER*/
     
124. }

复制代码

至此，U-Boot 的启动流程就分析完毕了


相关代码位置：

AR7241 架构代码：

board/ar7240/ap99：
ap99.c 包含 USB 初始化等

board/ar7240/common：
ar7240_flash.c 包含 Flash 初始化代码
ar7240_pci.c 包含 PCI-E 设备初始化代码
ar7240_s26_phy.c：AR724X/AR9331 内置交换机初始化代码
lowlevel_init.S：lowlevel_init 函数所在的代码，用于初始化 CPU 频率

cpu/mips/ar7240：
ag7240.c：网络驱动
ar7240_serial.c：串口初始化及操作代码
meminit.c：内存初始化代码

U-Boot 通用代码：
common：
cmd_*.c： U-Boot 命令代码
env_*.c：环境变量底层模块
command.c：命令解释模块
console.c：控制台模块
dlmalloc.c：内存管理模块
environment.c：环境变量公用模块

net:
eth.c：网络初始化模块
net.c：网络功能实现及调度模块
tftp.c：tftp 功能模块

hackpascal

再占一楼

228516337

LZ好霸道，一下占那么多楼

时光彬

楼主，伟大！非常非常感谢！

nemodai

LZ厉害

失、语

牛逼。。。。

yylwhy

教程终于出来了支持支持

aximpda

多谢楼主，好贴！

ZHIZAI100

支持楼主

kyd12345

坐等更新

aximpda

我按教程搭好了环境(ubuntu 13.04,操作系统64位)，准备再跟。

twin

感谢楼主分享

心太高命太薄

感谢楼主做出杰出贡献